Perché è blu ghiaccio?

Il ghiaccio del ghiacciaio e i laghi ghiacciati appaiono blu, ma i ghiaccioli e il ghiaccio del congelatore sembrano chiari. Perché è blu ghiaccio? La risposta rapida è che è perché acqua assorbe altri colori del spettro, quindi quello che viene riflesso ai tuoi occhi è blu. Per capire perché è necessario capire come la luce interagisce con acqua e ghiaccio.

Key Takeaways: Why Ice Is Blue

Sia nella sua forma liquida che solida, l'acqua (H₂O) le molecole assorbono la luce rossa e gialla, quindi la luce riflessa è blu. Il legame ossigeno-idrogeno (legame O-H) si allunga in risposta all'energia in arrivo dalla luce, assorbendo energia nella parte rossa dello spettro. L'energia assorbita fa vibrare le molecole d'acqua, il che può portare l'acqua ad assorbire la luce arancione, gialla e verde. Rimangono luce blu a lunghezza d'onda corta e luce viola. Il ghiaccio del ghiacciaio appare più turchese che blu perché il legame all'idrogeno all'interno del ghiaccio sposta lo spettro di assorbimento del ghiaccio ad energia più bassa, rendendolo più verde dell'acqua liquida.

Neve e ghiaccio che contengono bolle o molte fratture apparire bianco perché i grani e le sfaccettature diffondono la luce verso lo spettatore piuttosto che permettergli di penetrare nell'acqua.

Mentre cubetti di ghiaccio trasparenti oppure i ghiaccioli possono essere liberi dai gas che disperdono la luce, appaiono incolori anziché blu. Perché? È perché il colore è troppo blu pallido per poter registrare il colore. Pensa al colore del tè. Il tè in una tazza è di colore scuro, ma se si spruzza una piccola quantità sul bancone, il liquido è pallido. Ci vuole molta acqua per produrre un colore evidente. Più sono dense le molecole d'acqua o più lungo è il loro percorso, più fotoni rossi vengono assorbiti, lasciando la luce prevalentemente blu.

Il ghiaccio glaciale inizia come neve bianca. Man mano che cade più neve, gli strati sottostanti vengono compressi, formando un ghiacciaio. La pressione spinge fuori le bolle d'aria e le imperfezioni, formando grandi cristalli di ghiaccio che consentono la trasmissione della luce. Lo strato superiore di un ghiacciaio può apparire bianco a causa delle nevicate o delle fratture e degli agenti atmosferici del ghiaccio. La faccia del ghiacciaio può apparire bianca dove è stagionata o dove la luce si riflette sulla superficie.

Alcune persone pensano che il ghiaccio sia blu per lo stesso motivo per cui il cielo è blu, Scattering Rayleigh. La dispersione di Rayleigh si verifica quando la luce viene diffusa da particelle più piccole della lunghezza d'onda della radiazione. Acqua e ghiaccio sono blu perché le molecole d'acqua selettivamente assorbire la parte rossa dello spettro visibile, non perché le molecole spargimento le altre lunghezze d'onda. In effetti, il ghiaccio appare blu perché è blu.

Mentre potresti non avere la possibilità di osservare in prima persona un ghiacciaio, un modo per produrre ghiaccio blu è quello di colpire ripetutamente un bastone nella neve per comprimere i fiocchi. Se hai abbastanza neve, puoi costruire un igloo. Quando ti siedi dentro, vedrai il colore blu. Puoi anche vedere il ghiaccio blu se tagli un blocco di ghiaccio da un lago o uno stagno ghiacciato.

• Braun, Charles L.; Sergei N. Smirnov (1993). "Perché l'acqua è blu?". J. Chem. Educ. 70 (8): 612. doi:10.1021 / ed070p612